[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2017050764A1 - Schaltanlage mit einem einschub und verfahren zum erkennen und begrenzen der energie eines störlichtbogens in einem einschub einer schaltanlage - Google Patents

Schaltanlage mit einem einschub und verfahren zum erkennen und begrenzen der energie eines störlichtbogens in einem einschub einer schaltanlage Download PDF

Info

Publication number
WO2017050764A1
WO2017050764A1 PCT/EP2016/072304 EP2016072304W WO2017050764A1 WO 2017050764 A1 WO2017050764 A1 WO 2017050764A1 EP 2016072304 W EP2016072304 W EP 2016072304W WO 2017050764 A1 WO2017050764 A1 WO 2017050764A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
values
insert
switchgear
evaluation
aae
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/072304
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Grzeganek
Ralf Franke
Pierre Wohlgemuth
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO2017050764A1 publication Critical patent/WO2017050764A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H02H1/0015—Using arc detectors
    • H02H1/0023—Using arc detectors sensing non electrical parameters, e.g. by optical, pneumatic, thermal or sonic sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/22—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices

Definitions

  • Switchgear with a slot and method for detecting and limiting the energy of a fault arc in a slide-in of a switchgear
  • the invention relates to a switchgear with a slot and a method for detecting and limiting the energy of an arc fault in a slot of a switchgear GE measure the preambles of claims 1 and 10.
  • Switchgears that are connected to electrical power supplies are known. It is also known to carry out the power distribution in a control cabinet which has one or more withdrawals.
  • Interrupter arcs may occur in the bays of the switchgear, among other things due to insulation faults, device defects or incorrect operation, via which electrical energy escapes parasitically. As a result, there can be significant plant and personal injury.
  • each slot there is a protective device in each slot, which is connected to the power supply via at least one branch of the system.
  • the protective organs the distribution of electrical energy to individual plant branches takes place; they interrupt the power supply, in particular when a short circuit occurs.
  • the enforcement bodies may be at play as ⁇ to fuses or circuit breakers.
  • the protective device If it is in the protective device to a circuit breaker, so the latter has mechanical contacts which abut at gezzie ⁇ nem switch to each other and which are separated from each other when opening for interrupting the power supply, whereby forming a switching arc between the contacts.
  • the detection of an arc fault is a problem, especially in the case of insertion, since it is not possible to reliably distinguish between switching arcs and arcing faults solely on the basis of their light emission.
  • the object of the invention is to detect and extinguish a fault arc in the region of a slot in a switchgear with a control cabinet or to limit its energy to ⁇ at least, especially if in the slot
  • Circuit breaker is placed.
  • the object is based on the switchgear by the ⁇ Characteristics of claim 1 and based on the method by the features of claim 10; the dependent claims represent advantageous embodiments.
  • the switching device is arranged upstream in the energy flow direction and is located outside of the insert.
  • the evaluation and tripping electronics sends a signal to trigger the switching device when detected arc fault.
  • the signal is a DC voltage.
  • the upstream switching device is a short-circuiter.
  • the short-circuiter is preceded by a circuit breaker which triggers automatically in the event of a short circuit.
  • the measurement values be recorded as first and second measured values, the first measured values being temperature values in the form of temperatures or temperature gradients and / or light values and the second measured values energy flow values (current values ) are that the off ⁇ values and trigger electronics compare the first measured values in each case with an associated measured value threshold and detects a first time point when exceeding the assigned measurement value threshold, that the evaluation and trigger electronics second measurement values, respectively compares with an associated measurement value ⁇ threshold and detects a second time point when exceeding the assigned measurement value threshold, that the evaluation and tripping electronics from the difference of the two times each determines a time interval (the exceeding of the measured value thresholds), wherein a fault arc is detected (present), if the amount of the time interval is below a predetermined time value.
  • the evaluation and trigger electronics compare the first measured values in each case with an associated measured value threshold and detects a first time point when exceeding the assigned measurement value threshold, that the
  • the solution provides with respect to the method provide that acquired measured values at measuring points in the area of the insert and with ⁇ means of an analysis and trigger electronics to detect an arc fault in the insertion process, that for a detected arc fault switching means is triggered, which energy of the arc fault be ⁇ is bordered at least.
  • Figure 2 is a representation of the temperature values and first
  • Figure 3 is a representation of the light values and energy flow ⁇ values over time in the inset of Figure 1 with the associated thresholds.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a Heidelberganla ⁇ GE SA, via which a consumer RL is connected to an electrical power supply EV.
  • the switchgear SA is used to divide the electrical energy to individual plant branches; In Figure 1, only one plant branch is shown schematically by the consumer RL.
  • the energy flow direction FR is the direction in which the arrow shows the energy flow I in Figure 1.
  • the switchgear SA consists here of a (single) switchgear cabinet SS; the connection of the power supply EV via corresponding busbars, located in the
  • Control cabinet SS extend.
  • a slot ES is inserted in the inserted state (ie during operation or during commissioning) via isolating contacts ASZ, ASA for energy supply (isolating contact ASZ) and energy dissipation (isolating contact ASA) arranged in the cabinet SS busbars contacted (isolating contact system of the main circuit).
  • the isolating contacts ASZ, ASA are connected via Ka ⁇ bel Kl, K2 (general electrical conductors) and arranged in the insertion ES breaker CBN.
  • circuit breaker CBN there must be no circuit breaker CBN in slot ES;
  • the inserts ES are very often equipped with circuit breakers, which is why, for example, a special version with a circuit breaker CBN is described here as a protective device.
  • the protective device may also be a fuse and the like.
  • the insertion ES has break contacts ASH (separation ⁇ contact system of the control circuit) that transmit required control signals between the drawer and the cabinet ES SS in the on schobe ⁇ NEN state for the normal operation function.
  • the circuit breaker CBN has two mechanically separable
  • the circuit breaker CBN is here specially formulated with a saw in energy flow direction FR upstream circuit breaker CBV a protective chain to protect each nachge ⁇ associated investment compartments during short circuits.
  • the circuit breaker CBN is arranged downstream of the circuit breaker CBV in the protective circuit; the circuit breaker CBN protects the load RL (as associated system branch) connected directly to the CBN circuit breaker.
  • the two series-connected circuit breakers CBV, CBN of the protective chain selectively open in the event of a short circuit, ie, in the direction of energy flow FR, the circuit breaker CBN, CBV, which is closest to the short circuit, always opens. With a short-circuit caused by the consumer RL, only the downstream CBN opens.
  • Measuring points MP1, MP2, MPT, MPL are present at different locations (locations) in the insert at which measured values are respectively determined by means of associated measured value sensor systems MSI, MS2, MST, MSL.
  • the measuring point MP1 immediacy ⁇ bar behind the downstream circuit breaker CBN and the measuring point MP2 immediately behind the port ASZ angeord ⁇ net.
  • All measured value sensor systems MSI, MS2, MST, MSL are arranged here within the insert ES by way of example; but it is also possible that for a measuring point MP1, MP2, MPT, MPL in the slot, the associated measured value sensor MSI, MS2, MST, MSL outside of the insert ES (but at least Be ⁇ rich of the insert ES) is arranged.
  • To the area of a ⁇ schubs include both the insertion ES itself, including the guide frame as well as all the components required for its connection to the control cabinet SS.
  • a measuring point in particular the measuring points MPT, MPL, can also be a spatial area within the insert.
  • energy flux values EW1, EW2 current values
  • TW and TW temperature values
  • LW light values LW
  • the Temperaturwer ⁇ th TW may be values for the temperature at the measurement point MPT and to values of the temperature gradient (temperature change) at the measurement point MPT.
  • the measured value sensor systems MSI, MS2, MST, MSL are connected to an evaluation and triggering electronics AAE arranged in slot ES (ie decentrally); the compounds are shown in Figure 1 by the dashed lines. Due to the evaluation and triggering electronics AAE is a
  • Switching device SE can be triggered here in the form of a short-circuiting device KS, which, viewed in the direction of energy flow FR, is connected directly behind the upstream circuit breaker CBV and (its trigger) is electrically connected to the evaluation and tripping electronics AAE via the lines VL1, VL2 and the isolating contacts ASH is.
  • KS short-circuiting device
  • the short-circuiting device KS is used here to interrupt the energy flow I very quickly (within a few milliseconds) through the insertion ES.
  • other switching devices SE could be used here if they are fast enough.
  • first readings in the form of temperature values TW At the measuring point MPT are continually first readings Temperaturwer ⁇ te by the evaluation and triggering electronics AAE TW and at the measuring point MP1 as second measured values continuously energy flow values (current values) IW1 determined.
  • the temperature ⁇ values TW are by the evaluation and triggering electronics AAE each temperature threshold TS and the energy Flow values IWl each compared with an energy flux threshold ISl. If the temperature threshold TS is exceeded, a first time t1 is detected and if the energy flow threshold IS1 is exceeded, a second time t2 is detected.
  • the evaluation and trigger electronics AAE checked in each case whether the energy flux threshold ISL is exceeded, and if so, the difference of the two time points tl, t2 ge forms ⁇ and so each of the time interval is tlt2 of the exceeding of the measured value thresholds TS, ISl determined. Subsequently, its amount Btlt2 is formed. If this Be ⁇ support Btlt2 smaller than a predetermined value ZW, there is an arc, that is, an arc fault is detected.
  • the evaluation and triggering electronics AAE solves for a detected arc fault for interrupting the flow of current I to upstream as seen in the direction of energy flow EF and located outside of the insert ES Earthing KS UNMIT ⁇ directly from, by sending a signal to trigger the release of the short-KS , This is here by the
  • the upstream circuit breaker CBV is triggered together with the short-circuiting KS, where he ⁇ promptly time-delayed after the short-circuiting KS opens. At ⁇ Otherwise the upstream circuit breaker CBV would each due to the short circuit by the short-circuiting device KS auslö ⁇ sen, but much later.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the temperature values TW and the energy flow values IW1 with the associated thresholds TS, IS over the time in which the two times t1, t2 and their time interval tlt2 are also entered.
  • the temperature values TW and the energy flow values IW1 are plotted in a standardized manner.
  • the method has been described by way of example for first measured values in the form of temperature values TW.
  • the light values LW detected at the measuring point MPL may also be used.
  • the light values are compared LW accordance with a light value smoldering ⁇ le LS above which the first point in time tl is detected. Again, the time interval tlt2 of exceeding the measured value thresholds LS, IS is determined, and from this the amount Btlt2 is formed. If the amount Btlt2 is smaller than a predetermined time value ZW, there is an arc fault.
  • FIG. 3 shows a representation of the light values LW and
  • the time interval tlt2 of exceeding the measured value thresholds TS or LS and IS1 is determined, and from this the amount Btlt2 is formed. If the If Btlt2 is smaller than the predetermined time value ZW, an arc fault occurs.

Landscapes

  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltanlage (SA) mit einem Einschub (ES) und ein Verfahren zum Erkennen und Begrenzen der Energie eines Störlichtbogens in einem Einschub (ES) der Schaltanlage (SA). Um einen Störlichtbogen insbesondere im Bereich des Einschubs (ES) zu erkennen und dessen Energie zumindest zu begrenzen, wird vorgeschlagen, dass eine im Bereich des Einschubs (ES) angeordnete Auswerte- und Auslöse-Elektronik (AAE) anhand von im Bereich des Einschubs (ES) erfassten Temperaturwerten (TW) und/oder Lichtwerten (LW) sowie Energieflusswerten (IW) ermittelt, ob im Bereich des Einschubs (ES) ein Störlichtbogen vorliegt.

Description

Beschreibung
Schaltanlage mit einem Einschub und Verfahren zum Erkennen und Begrenzen der Energie eines Störlichtbogens in einem Ein- schub einer Schaltanlage
Die Erfindung betrifft eine Schaltanlage mit einem Einschub und ein Verfahren zum Erkennen und Begrenzen der Energie eines Störlichtbogens in einem Einschub einer Schaltanlage ge- maß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 10.
Schaltanlagen, die an elektrische Energieversorgungen angeschlossen werden, sind bekannt. Weiter ist es bekannt, die Energieverteilung in einem Schaltschrank vorzunehmen, der ei- nen Einschub oder mehrere Einschübe aufweist.
In den Einschüben der Schaltanlagen können Störlichtbögen auftreten, unter anderem durch Isolationsfehler, Gerätedefekte oder Fehlbedienungen, über die elektrische Energie parasi- tär abfließt. Als Folge kann es zu erheblichen Anlagen- und Personenschäden kommen.
Meist befindet sich in jedem Einschub ein Schutzorgan, über das zumindest ein Anlagenzweig mit der Energieversorgung ver- bunden ist. Über die Schutzorgane erfolgt die Aufteilung der elektrischen Energie auf einzelne Anlagenzweige; sie unter¬ brechen die Energieversorgung insbesondere beim Auftreten eines Kurzschlusses. Bei den Schutzorganen kann es sich bei¬ spielsweise um Sicherungen oder Schutzschalter handeln.
Handelt es sich bei dem Schutzorgan um einen Schutzschalter, so weist dieser mechanische Kontakte auf, die bei geschlosse¬ nem Schalter aneinander anliegen und die beim Öffnen zum Unterbrechen der Energieversorgung voneinander getrennt werden, wobei sich zwischen den Kontakten ein Schaltlichtbogen ausbildet . Das Erkennen eines Störlichtbogens ist insbesondere im Ein- schub ein Problem, da man sowohl Schaltlichtbögen als auch Störlichtbögen allein anhand ihrer Lichtabstrahlung nicht sicher voneinander unterscheiden kann.
Weiter ist es aufgrund der Topologie schwierig, Messsignale, zu denen auch im Einschub erfasste Stromsignale gehören, ei¬ ner zentralen Auswertung außerhalb des Einschubs störungs- und fehlerfrei zuzuführen. Die durch den Einschub bedingten Schwierigkeiten hängen mit der Einschiebbarkeit des Einschubs und dem dadurch erforderlichen Trennkontaktsystem zusammen, dessen Aufgabe es ist, eine Trennung der Kontakte des Haupt- und Steuerstromkreises im laufenden Betrieb zum schnellen Austausch des Einschubs (seiner Komponenten) zu realisieren.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Schaltanlage mit einem Schaltschrank einen Störlichtbogen im Bereich eines Einschubs zu erkennen und zu löschen bzw. dessen Energie zu¬ mindest zu begrenzen, insbesondere wenn im Einschub ein
Schutzschalter platziert ist.
Die Aufgabe wird bezogen auf die Schaltanlage durch die Merk¬ male des Anspruchs 1 und bezogen auf das Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst; die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen dar.
Vorteilhafterweise sind im Bereich des Einschubs Messpunkte mit zugeordneten Messwert-Sensoriken zur Ermittlung von Messwerten vorhanden, wobei die im Bereich des Einschubs angeord¬ nete Auswerte- und Auslöse-Elektronik zum Erkennen des Störlichtbogens im Einschub die Messwerte verarbeitet und bei er¬ kanntem Störlichtbogen eine Schalteinrichtung auslöst. Mit Vorteil wird vorgeschlagen, dass die Schalteinrichtung in Energieflussrichtung gesehen vorgeordnet ist und sich außerhalb des Einschubs befindet. Mit Vorteil wird weiter vorgeschlagen, dass die Auswerte- und Auslöse-Elektronik bei erkanntem Störlichtbogen ein Signal zur Auslösung an die Schalteinrichtung sendet.
Technisch einfach ist es, wenn sich die Auswerte- und Auslö- se-Elektronik im Einschub befindet und das Signal über einen Trennkontakt ASH an die vorgeordnete und außerhalb des Ein¬ schubs befindliche Schalteinrichtung sendet.
Bei einer einfachen Ausführung ist das Signal eine Gleich- Spannung.
Um den Störlichtbogen sehr schnell zu löschen, wird vorgeschlagen, dass die vorgeordnete Schalteinrichtung ein Kurzschließer ist.
Um weitere Schäden gering zu halten, wird vorgeschlagen, dass dem Kurzschließer ein Schutzschalter vorgeordnet ist, der im Falle eines Kurzschlusses jeweils selbsttätig auslöst. Um einen Störlichtbogen in einem Einschub eines Schalt- schranks zu erkennen, wird vorgeschlagen, dass die Erfassung der Messwerte als erste und zweite Messwerte erfolgt, wobei die ersten Messwerte Temperaturwerte in Form von Temperaturen oder Temperaturgradienten und/oder Lichtwerte und die zweiten Messwerte Energieflusswerte (Stromwerte) sind, dass die Aus¬ werte- und Auslöse-Elektronik die ersten Messwerte jeweils mit einer zugeordneten Messwert-Schwelle vergleicht und einen ersten Zeitpunkt bei Überschreitung der zugeordneten Messwert-Schwelle erfasst, dass die Auswerte- und Auslöse-Elek- tronik zweite Messwerte jeweils mit einer zugeordneten Mess¬ wert-Schwelle vergleicht und einen zweiten Zeitpunkt bei Überschreitung der zugeordneten Messwert-Schwelle erfasst, dass die Auswerte- und Auslöse-Elektronik aus der Differenz der beiden Zeitpunkte jeweils einen zeitlichen Abstand (der Überschreitung der Messwert-Schwellen) ermittelt, wobei ein Störlichtbogen erkannt ist (vorliegt) , wenn der Betrag des zeitlichen Abstands unterhalb eines vorgegebenen Zeitwerts liegt. In diesem Fall initiiert die Auswerte- und Auslöse¬ elektronik die Begrenzung der Energie des Störlichtbogens.
Die Lösung sieht bezogen auf das Verfahren vor, dass an Messpunkten im Bereich des Einschubs Messwerte erfasst und mit¬ tels einer Auswerte- und Auslöse-Elektronik zum Erkennen eines Störlichtbogens im Einschub verarbeitet werden, dass bei erkanntem Störlichtbogen eine Schalteinrichtung ausgelöst wird, welche die Energie des Störlichtbogens zumindest be¬ grenzt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine Schaltanlage mit einem Einschub in einem
Schaltschrank,
Figur 2 eine Darstellung der Temperaturwerte und erste
Energieflusswerte über der Zeit im Einschub gemäß Figur 1 mit den zugehörigen Schwellen und
Figur 3 eine Darstellung der Lichtwerte und Energiefluss¬ werte über der Zeit im Einschub gemäß Figur 1 mit den zugehörigen Schwellen.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltanla¬ ge SA, über die ein Verbraucher RL mit einer elektrischen Energieversorgung EV verbunden ist. Die Schaltanlage SA dient zur Aufteilung der elektrischen Energie auf einzelne Anlagenzweige; in Figur 1 ist nur ein Anlagenzweig schematisch durch den Verbraucher RL dargestellt. Die Energieflussrichtung FR ist in Figur 1 die Richtung, in die der Pfeil am Energiefluss I zeigt.
Die Schaltanlage SA besteht hier aus einem (einzigen) Schalt- schrank SS; der Anschluss der Energieversorgung EV erfolgt über entsprechende Sammelstromschienen, die sich in den
Schaltschrank SS erstrecken.
In ein Einschubfach EF des Schaltschranks SS ist ein Einschub ES eingeschoben, der im eingeschobenen Zustand (also während des Betriebs oder bei der Inbetriebnahme) über Trennkontakte ASZ, ASA zur Energiezuführung (Trennkontakt ASZ) und Energieabführung (Trennkontakt ASA) mit im Schaltschrank SS angeordneten Sammelschienen kontaktiert (Trennkontaktsystem des Hauptstromkreises) . Die Trennkontakte ASZ, ASA sind über Ka¬ bel Kl, K2 (allgemein elektrische Leiter) und einen im Einschub ES angeordneten Schutzschalter CBN verbunden.
Grundsätzlich muss im Einschub ES kein Schutzschalter CBN vorhanden sein; sehr häufig sind die Einschübe ES allerdings mit Schutzschaltern ausgestattet, weshalb hier beispielhaft eine spezielle Ausführung mit einem Schutzschalter CBN als Schutzorgan beschrieben wird. Bei dem Schutzorgan kann es sich auch um eine Sicherung und dergleichen handeln.
Weiter verfügt der Einschub ES über Trennkontakte ASH (Trenn¬ kontaktsystem des Steuerstromkreises) , welche im eingeschobe¬ nen Zustand für den funktionsgemäßen Betrieb erforderliche Steuersignale zwischen dem Einschub ES und dem Schaltschrank SS übertragen.
Der Schutzschalter CBN weist zwei mechanisch trennbare
Schaltkontakte auf, die bei geschlossenem Schutzschalter CBN aneinander anliegen. Zum Öffnen des Schutzschalters CBN wer- den dessen Schaltkontakte voneinander getrennt, wobei sie je¬ weils einen Schaltlichtbogen ziehen. Der Schutzschalter CBN bildet hier speziell zusammen mit einem in Energieflussrichtung FR gesehen vorgeordneten Schutzschalter CBV eine Schutzkette zum Schutz der jeweils nachge¬ ordneten Anlagenzweige bei Kurzschlüssen. Der Schutzschalter CBN ist dem Schutzschalter CBV in der Schutzkette entsprechend nachgeordnet; durch den Schutzschalter CBN wird der direkt mit dem Schutzschalter CBN verbundene Verbraucher RL (als zugehöriger Anlagenzweig) geschützt. Die beiden in Reihe geschalteten Schutzschalter CBV, CBN der Schutzkette öffnen im Falle eines Kurzschlusses selektiv, d. h. es öffnet in Energieflussrichtung FR gesehen immer der Schutzschalter CBN, CBV, der dem Kurzschluss am nächsten liegt. Bei einem durch den Verbraucher RL verursachten Kurz- schluss öffnet also nur der nachgeordnete Schutzschalter CBN.
An verschiedenen Orten (Stellen) im Einschub sind Messpunkte MP1, MP2, MPT, MPL vorhanden an denen mittels zugehörigen Messwert-Sensoriken MSI, MS2, MST, MSL jeweils Messwerte er- mittelt werden. Insbesondere sind der Messpunkt MP1 unmittel¬ bar hinter dem nachgeordneten Schutzschalter CBN und der Messpunkt MP2 unmittelbar hinter dem Anschluss ASZ angeord¬ net. Alle Messwert-Sensoriken MSI, MS2, MST, MSL sind hier beispielhaft innerhalb des Einschubs ES angeordnet; es ist aber auch möglich, dass für einen Messpunkt MP1, MP2, MPT, MPL im Einschub die zugehörige Messwert-Sensorik MSI, MS2, MST, MSL außerhalb des Einschubs ES (aber zumindest im Be¬ reich des Einschubs ES) angeordnet ist. Zum Bereich des Ein¬ schubs gehören sowohl der Einschub ES selbst einschließlich Einschubrahmen als auch alle für dessen Verbindung mit dem Schaltschrank SS erforderlichen Komponenten.
Weiter kann es sich bei einem Messpunkt, insbesondere den Messpunkten MPT, MPL, auch um einen räumlichen Bereich inner- halb des Einschubs handeln. An den Messpunkten MP1 und MP2 werden Energieflusswerte EW1, EW2 (Stromwerte) , am Messpunkt MPT Temperaturwerte TW und am Messpunkt MPL Lichtwerte LW ermittelt. Bei den Temperaturwer¬ ten TW kann es sich um Werte für die Temperatur am Messpunkt MPT als auch um Werte für den Temperaturgradienten (Temperaturänderungen) am Messpunkt MPT handeln.
Die Messwert-Sensoriken MSI, MS2, MST, MSL sind zur Auswertung der Messwerte (Energieflusswerte EW1 und EW2, Tempera- turwerte TW, Lichtwerte LW) mit einer im Einschub ES (also dezentral) angeordneten Auswerte- und Auslöse-Elektronik AAE verbunden; die Verbindungen sind in Figur 1 durch die gestrichelten Linien dargestellt. Durch die Auswerte- und Auslöse-Elektronik AAE ist eine
Schalteinrichtung SE hier in Form eines Kurzschließers KS auslösbar, der in Energieflussrichtung FR gesehen unmittelbar hinter dem vorgeordneten Schutzschalter CBV geschaltet und (dessen Auslöser) über die Leitungen VL1, VL2 und die Trenn- kontakte ASH mit der Auswerte- und Auslöse-Elektronik AAE elektrisch verbunden ist.
Der Kurzschließer KS wird hier eingesetzt, um den Energie- fluss I durch den Einschub ES sehr schnell (innerhalb weniger Millisekunden) zu unterbrechen. Grundsätzlich könnten hier auch andere Schalteinrichtungen SE eingesetzt werden, wenn sie schnell genug sind.
Um einen Störlichtbogen zu erkennen, wird grundsätzlich fol- gendes Verfahren durchgeführt, das zunächst beispielhaft für erste Messwerte in Form von Temperaturwerten TW beschrieben wird: Am Messpunkt MPT werden von der Auswerte- und Auslöse- Elektronik AAE fortlaufend als erste Messwerte Temperaturwer¬ te TW und am Messpunkt MP1 als zweite Messwerte fortlaufend Energieflusswerte (Stromwerte) IW1 ermittelt. Die Temperatur¬ werte TW werden von der Auswerte- und Auslöse-Elektronik AAE jeweils mit einer Temperatur-Schwelle TS und die Energie- flusswerte IWl jeweils mit einer Energiefluss-Schwelle ISl verglichen. Wird die Temperatur-Schwelle TS überschritten, wird ein erster Zeitpunkt tl erfasst und wird die Energie- fluss-Schwelle ISl überschritten, wird ein zweiter Zeitpunkt t2 erfasst. Bei Überschreitung der Temperatur-Schwelle TS prüft die Auswerte- und Auslöse-Elektronik AAE jeweils, ob auch die Energiefluss-Schwelle ISl überschritten ist, und wenn ja, wird die Differenz der beiden Zeitpunkte tl, t2 ge¬ bildet und so jeweils der zeitliche Abstand tlt2 der Über- schreitung der Messwert-Schwellen TS, ISl ermittelt. Anschließend wird dessen Betrag Btlt2 gebildet. Ist dieser Be¬ trag Btlt2 kleiner als ein vorgegebener Zeitwert ZW, liegt ein Störlichtbogen vor, d.h. ein Störlichtbogen ist erkannt. Die Auswerte- und Auslöse-Elektronik AAE löst dann bei erkanntem Störlichtbogen zur Unterbrechung des Stromflusses I den in Energieflussrichtung EF gesehen vorgeordneten und außerhalb des Einschubs ES befindlichen Kurzschließer KS unmit¬ telbar aus, indem ein Signal zur Auslösung an den Auslöser des Kurzschließers KS gesendet wird. Dazu wird hier von der
Auswerte- und Auslöse-Elektronik AAE beispielhaft eine vorge¬ gebene Gleichspannung auf die Leitung VL1 (und VL2) gegeben.
Zweckmäßigerweise wird der vorgeordnete Schutzschalter CBV zusammen mit dem Kurzschließer KS ausgelöst, wobei er ent¬ sprechend zeitverzögert nach dem Kurzschließer KS öffnet. An¬ sonsten würde der vorgeordnete Schutzschalter CBV jeweils aufgrund des Kurzschlusses durch den Kurzschließer KS auslö¬ sen, allerdings deutlich später.
Als Schalteinrichtung SE könnte auch der Schutzschalter CBV selbst dienen, was aufgrund der dann doch relativ großen Zeitverzögerung bis zur Unterbrechung des Energieflusses I mit erheblichen Nachteilen verbunden wäre und deshalb eigent- lieh nur als absolute Notlösung in Frage kommt. Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Temperaturwerte TW und der Energieflusswerte IW1 mit den zugehörigen Schwellen TS, IS über der Zeit, in welche auch die beiden Zeitpunkte tl, t2 und deren zeitlicher Abstand tlt2 eingetra- gen sind. Der Einfachheit halber sind die Temperaturwerte TW und die Energieflusswerte IW1 normiert aufgetragen.
Das Verfahren wurde zum besseren Verständnis beispielhaft für erste Messwerte in Form von Temperaturwerten TW beschrieben. Alternativ können anstelle der Temperaturwerte TW auch die am Messpunkt MPL erfassten Lichtwerte LW verwendet werden. Die Lichtwerte LW werden entsprechend mit einer Lichtwert-Schwel¬ le LS verglichen, bei deren Überschreitung der erste Zeitpunkt tl erfasst wird. Wieder wird der zeitliche Abstand tlt2 der Überschreitung der Messwert-Schwellen LS, IS ermittelt, und daraus dessen Betrag Btlt2 gebildet. Ist der Betrag Btlt2 kleiner als ein vorgegebener Zeitwert ZW, liegt ein Störlichtbogen vor. Figur 3 zeigt eine Darstellung der Lichtwerte LW und der
Energieflusswerte IW1 mit den zugehörigen Schwellen LS, IS über der Zeit, in welche auch die beiden Zeitpunkte tl, t2 und deren zeitlicher Abstand tlt2 eingetragen sind. Als weitere Alternative ist es auch möglich, sowohl die Tem¬ peraturwerte TW am Messpunkt MPT als auch die Lichtwerte LW am Messpunkt MPL als erste Messwerte zu erfassen und entspre¬ chend die Temperaturwerte TW mit der Temperatur-Schwelle TS und die Lichtwerte LW mit der Lichtwert-Schwelle LS zu ver- gleichen. Bei Überschreitung von einer der beiden Schwellen TS, LS wird dann der erste Zeitpunkt tl erfasst. Sind beide Schwellen TS, LS überschritten, ist der erste Zeitpunkt tl der Zeitpunkt, zu dem eine der beiden Schwellen TS, LS zuerst überschritten ist. Wieder wird der zeitliche Abstand tlt2 der Überschreitung der Messwert-Schwellen TS oder LS und IS1 ermittelt, und daraus dessen Betrag Btlt2 gebildet. Ist der Be- trag Btlt2 kleiner als der vorgegebene Zeitwert ZW, liegt ein Störlichtbogen vor.

Claims

Patentansprüche
1. Schaltanlage (SA) mit einem Einschub (ES),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass eine im Bereich des Einschubs (ES) angeordnete Auswerte- und Auslöse-Elektronik (AAE) anhand von im Bereich des Einschubs (ES) erfassten Temperaturwerten (TW) und/oder Lichtwerten (LW) sowie Energieflusswerten (IW) ermittelt, ob im Bereich des Einschubs (ES) ein Störlichtbogen vorliegt.
2. Schaltanlage (SA) nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass im Bereich des Einschubs (ES) Messpunkte (MP1, MP2, MPT, MPL) mit zugeordneten Messwert-Sensoriken (MSI, MS2, MST, MSL) zur Ermittlung von Messwerten vorhanden sind und
dass die im Bereich des Einschubs (ES) angeordnete Auswerte- und Auslöse-Elektronik (AAE) zum Erkennen des Störlichtbogens im Einschub (ES) die Messwerte verarbeitet und bei erkanntem Störlichtbogen eine Schalteinrichtung (SE) auslöst.
3. Schaltanlage (SA) nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Schalteinrichtung (SE) in Energieflussrichtung (FR) gesehen vorgeordnet ist und sich außerhalb des Einschubs be- findet.
4. Schaltanlage (SA) nach einem der Ansprüche 1 - 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Auswerte- und Auslöse-Elektronik (AAE) bei erkanntem Störlichtbogen ein Signal (S) zur Auslösung an die Schalteinrichtung (SE) sendet.
5. Schaltanlage (SA) nach einem der Ansprüche 1 - 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass sich die Auswerte- und Auslöse-Elektronik (AAE) im Einschub (ES) befindet und das Signal (S) über einen Trennkon¬ takt (ASH) an die Schalteinrichtung (SE) sendet.
6. Schaltanlage (SA) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass das Signal (S) eine Gleichspannung ist.
7. Schaltanlage (SA) nach einem der Ansprüche 1 - 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Schalteinrichtung (SE) ein Kurzschließer (KS) ist, der den Energiefluss durch Kurzschließen unterbricht.
8. Schaltanlage (SA) nach Anspruch 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass dem Kurzschließer (KS) ein Schutzschalter (CBV) vorgeordnet ist, durch den die Energieversorgung (EV) unterbro- chen wird.
9. Schaltanlage (SA) nach einem der Ansprüche 1 - 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Erfassung der Messwerte als erste und zweite Mess- werte erfolgt, wobei die ersten Messwerte Temperaturwerte (TW) in Form von Temperaturen oder Temperaturgradienten und/oder Lichtwerte (LW) sind und wobei die zweiten Messwerte Energieflusswerte (IW) sind,
dass die Auswerte- und Auslöse-Elektronik (AAE) die ersten Messwerte jeweils mit einer zugeordneten Messwert-Schwelle
(TS, LS) vergleicht und einen ersten Zeitpunkt (tl) bei Über¬ schreitung der zugeordneten Messwert-Schwelle (TS, LS) er- fasst ,
dass die Auswerte- und Auslöse-Elektronik (AAE) zweite Mess- werte jeweils mit einer zugeordneten Messwert-Schwelle (IS) vergleicht und einen zweiten Zeitpunkt (t2) bei Überschrei¬ tung der zugeordneten Messwert-Schwelle (IS) erfasst, dass die Auswerte- und Auslöse-Elektronik (AAE) aus der Differenz der beiden Zeitpunkte (tl und t2) jeweils einen zeit- liehen Abstand (tlt2) ermittelt, wobei jeweils ein Störlicht¬ bogen erkannt ist, wenn der Betrag des zeitlichen Abstands (Btlt2) unterhalb eines vorgegebenen Zeitwerts (ZW) liegt, und
dass dann eine Auslösung zur Begrenzung der Energie des Störlichtbogens erfolgt.
10. Verfahren zum Erkennen und Begrenzen der Energie eines Störlichtbogens in einem Einschub,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass an Messpunkten (MP1, MP2, MPT, MPL) im Bereich des Ein- schubs Messwerte erfasst und mittels einer Auswerte- und Aus- löse-Elektronik (AAE) zum Erkennen eines Störlichtbogens im Einschub (ES) verarbeitet werden,
dass bei erkanntem Störlichtbogen eine Schalteinrichtung (SE) ausgelöst wird, welche die Energie des Störlichtbogens zumin¬ dest begrenzt.
PCT/EP2016/072304 2015-09-21 2016-09-20 Schaltanlage mit einem einschub und verfahren zum erkennen und begrenzen der energie eines störlichtbogens in einem einschub einer schaltanlage WO2017050764A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015218052.2 2015-09-21
DE102015218052.2A DE102015218052B4 (de) 2015-09-21 2015-09-21 Schaltanlage, welche eine Auswerte- und Auslöseelektronik zum Erkennen und Begrenzen der Energie eines Störlichtbogens in einem Einschub eines Schaltschranks der Schaltanlage aufweist

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017050764A1 true WO2017050764A1 (de) 2017-03-30

Family

ID=57044919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/072304 WO2017050764A1 (de) 2015-09-21 2016-09-20 Schaltanlage mit einem einschub und verfahren zum erkennen und begrenzen der energie eines störlichtbogens in einem einschub einer schaltanlage

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015218052B4 (de)
WO (1) WO2017050764A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021206721A1 (de) 2021-06-29 2022-12-29 Siemens Aktiengesellschaft Ortung eines Lichtbogens
DE102021206719A1 (de) 2021-06-29 2022-12-29 Siemens Aktiengesellschaft Ortung eines Lichtbogens
WO2023274504A1 (de) 2021-06-29 2023-01-05 Siemens Aktiengesellschaft Ortung eines lichtbogens
WO2023274503A1 (de) 2021-06-29 2023-01-05 Siemens Aktiengesellschaft Ortung eines lichtbogens
WO2023088673A1 (de) 2021-11-22 2023-05-25 Siemens Aktiengesellschaft Ortung eines lichtbogens

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10236675B2 (en) * 2016-07-26 2019-03-19 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Fault detection and protection during steady state using traveling waves
DE102019211162A1 (de) * 2019-07-26 2021-01-28 Siemens Aktiengesellschaft Störlichtbogenüberwachungseinrichtung insbesondere für Niederspannungsschaltanlagen

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3441870A1 (de) * 1984-11-16 1985-06-27 Ritter Starkstromtechnik GmbH & Co, 4600 Dortmund Einrichtung zur erfassung und beseitigung von stoerlichtboegen
DE4345170A1 (de) * 1993-09-21 1995-03-23 Kloeckner Moeller Gmbh Störlichtbogen-Schutzvorrichtung für Schaltanlagen zur Verteilung elektrischer Energie
DE29502452U1 (de) * 1995-02-15 1996-06-13 Klöckner-Moeller GmbH, 53115 Bonn Anordnung zur raumselektiven Erfassung von Störlichtbögen in Schaltanlagen
DE102007035129A1 (de) * 2007-07-25 2009-01-29 Abb Ag System und Verfahren zur vorausschauenden Überwachung und zum Schutz elektrischer Einrichtungen
US20110299200A1 (en) * 2010-06-02 2011-12-08 Robert Yanniello Arc flash detection apparatus and electrical system including the same
EP2429048A2 (de) * 2010-09-10 2012-03-14 Köhl Ag Überwachungs- und Schutzsystem für eine Mittel- oder Niederspannungsschaltanlage und Verfahren zum Betrieb derselben

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4235329C2 (de) 1992-10-20 1995-12-21 Kloeckner Moeller Gmbh Kurzschlußeinrichtung, insbesondere zum Löschen von Störlichtbögen in Niederspannungs-Schaltanlagen zur Verteilung elektrischer Energie, Anordnung und Verwendung hierfür
DE29503914U1 (de) 1995-03-08 1996-07-04 Klöckner-Moeller GmbH, 53115 Bonn Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung für Schaltanlagen zur Verteilung elektrischer Energie
US9053881B2 (en) 2012-08-24 2015-06-09 Schneider Electric USA, Inc. Arc detection with resistance to nuisance activation through light subtraction

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3441870A1 (de) * 1984-11-16 1985-06-27 Ritter Starkstromtechnik GmbH & Co, 4600 Dortmund Einrichtung zur erfassung und beseitigung von stoerlichtboegen
DE4345170A1 (de) * 1993-09-21 1995-03-23 Kloeckner Moeller Gmbh Störlichtbogen-Schutzvorrichtung für Schaltanlagen zur Verteilung elektrischer Energie
DE29502452U1 (de) * 1995-02-15 1996-06-13 Klöckner-Moeller GmbH, 53115 Bonn Anordnung zur raumselektiven Erfassung von Störlichtbögen in Schaltanlagen
DE102007035129A1 (de) * 2007-07-25 2009-01-29 Abb Ag System und Verfahren zur vorausschauenden Überwachung und zum Schutz elektrischer Einrichtungen
US20110299200A1 (en) * 2010-06-02 2011-12-08 Robert Yanniello Arc flash detection apparatus and electrical system including the same
EP2429048A2 (de) * 2010-09-10 2012-03-14 Köhl Ag Überwachungs- und Schutzsystem für eine Mittel- oder Niederspannungsschaltanlage und Verfahren zum Betrieb derselben

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021206721A1 (de) 2021-06-29 2022-12-29 Siemens Aktiengesellschaft Ortung eines Lichtbogens
DE102021206719A1 (de) 2021-06-29 2022-12-29 Siemens Aktiengesellschaft Ortung eines Lichtbogens
WO2023274504A1 (de) 2021-06-29 2023-01-05 Siemens Aktiengesellschaft Ortung eines lichtbogens
WO2023274503A1 (de) 2021-06-29 2023-01-05 Siemens Aktiengesellschaft Ortung eines lichtbogens
WO2023088673A1 (de) 2021-11-22 2023-05-25 Siemens Aktiengesellschaft Ortung eines lichtbogens
DE102021213109A1 (de) 2021-11-22 2023-05-25 Siemens Aktiengesellschaft Ortung eines Lichtbogens

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015218052A1 (de) 2017-03-23
DE102015218052B4 (de) 2019-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017050764A1 (de) Schaltanlage mit einem einschub und verfahren zum erkennen und begrenzen der energie eines störlichtbogens in einem einschub einer schaltanlage
DE102004056436B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Fehlerstrom-Lichtbögen in elektrischen Stromkreisen
DE69610402T2 (de) Vorrichtung zur Feststellung des Aussertrittfallens in einem Schutzrelais für Kraftwerke
DE102014005524B4 (de) Unterbrechung eines Stromes
EP2593949B1 (de) Überstromschalter, verwendung eines überstromschalters und elektrokraftfahrzeug mit einem überstromschalter
DE102008030987A1 (de) Verfahren zum selektiven Auslösen von Leistungsschaltern im Falle eines Kurzschlusses
EP0877948B1 (de) Verfahren zum erfassen eines fehlers auf einem zu überwachenden leitungsabschnitt einer elektrischen übertragungsleitung nach dem distanzschutzprinzip
DE102014204038A1 (de) Verfahren und Vorrichtungen zur selektiven Isolationsüberwachung in ungeerdeten IT-Stromversorgungssystemen
EP3552289B1 (de) Niederspannungs-schutzschaltgerät
EP3046197A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung der Erdschlussrichtung in einem elektrischen Drehstromnetz
DE102016106700A1 (de) Ladestation und Verfahren zum Betreiben einer Ladestation
DE102010063419A1 (de) Verfahren zum Detektieren von Störlichtbogenereignissen durch einen Fehlerzähler und Vorrichtung
EP3555982B1 (de) Überstrom- und kurzschlussdetektor
EP2549612A2 (de) Verfahren zum Sperren eines Schalters
EP3108554B1 (de) Differentialschutzverfahren und differentialschutzeinrichtung
DE102015207444A1 (de) Brandschutzschalter
DE102016209443B4 (de) Störlichtbogenerkennungseinheit
EP2143184B1 (de) Verfahren zum selektiven auslösen von leistungsschaltern
DE102015218055B4 (de) Schaltanlage und Verfahren zum Erkennen und Begrenzen der Energie eines Störlichtbogens in einem Einschub eines Schaltschranks einer entsprechenden Schaltanlage
EP2899823B1 (de) Elektrische Schutzanordnung für eine Elektroinstallation sowie dazugehöriges Verfahren
DE102015218049A1 (de) Verfahren zum Erkennen und Begrenzen eines Störlichtbogens in einem abgegrenzten räumlichen Bereich
WO2023274505A1 (de) KURZSCHLIEßER
DE19503626C2 (de) Verfahren zum Gewinnen eines eine Pendelung in einem elektrischen Energieversorgungsnetz anzeigenden Signals
EP2115759B1 (de) Schutzeinrichtung und verfahren zu deren betrieb
WO2023222309A1 (de) Verfahren zur lokalisierung eines kurzschlusses in einem gleichspannungssystem sowie elektrische anlage

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16774886

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16774886

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1